Kestävyyskunnon mittaaminen – miksi ja miten?

Kestävyyskunto voidaan yksiselitteisesti määritellä elimistön maksimaalisena hapenottokykynä tai kykynä käyttää happea energia-aineenvaihdunnassa. Se kuvastaa hengitys- ja verenkiertoelimistön kapasiteettia siirtää keuhkoissa hengitysilmasta happea vereen, ja edelleen kuljettaa happea kehon eri elinten käyttöön, kuten esimerkiksi työtätekeviin lihaksiin. Toisin sanoen, mitä korkeampi hapenottokyky sitä parempi kestävyyskunto.

Hyvän kestävyyskunnon on osoitettu suojaavan muun muassa monilta sairauksilta ja etenkin kestävyysurheilussa, korkea hapenottokyky on yksi tärkeimmistä edellytyksistä suorituskyvyn kannalta. Näin ollen maksimaalisen hapenottokyvyn mittaaminen ja arvioiminen on tärkeässä roolissa ei pelkästään kestävyysurheilijoiden suorituskyvyn seurannassa ja harjoittelun suunnittelussa, vaan periaatteessa kaikilla muillakin kohderyhmillä.

Mikä on oleellista kestävyyskunnon mittaamisessa?

Kestävyyskuntoa voidaan mitata ja arvioida useammalla eri tavalla. Yksinkertaisin tapa on suorittaa niin sanottu epäsuoratesti, joka on helpompi toteuttaa kuin suora laboratoriomittaus hengityskaasuanalysaattorilla. Epäsuoran testin aikana ei siis mitata hengityskaasuja, vaan testistä riippuen sykettä tai suoritettuun testiin käytettyä aikaa. Epäsuoria testejä ovat muun muassa maksimaalinen Cooperin testi tai erilaiset submaksimaaliset pyöräja kävelytestit.

Koska epäsuorat testit perustuvat suhteellisen isosta populaatiosta kerättyihin tuloksiin, testissä saavutettu tulos on enemmänkin indikaattori kestävyyskunnosta kuin absoluuttinen totuus. Lisäksi on tärkeää muistaa, että eri testien tulokset eivät välttämättä ole vertailukelpoisia, joten jos haluaa seurata kestävyyskunnon kehittymistä, tulisi aina käyttää samaa testiä. Epäsuora testi on helppo suorittaa ja halpa ratkaisu.

Epäsuoran testin tulos on karkea arvio kestävyyskunnosta ja näin ollen se ei sovellu kestävyysurheilijoiden hapenkulutuksen määrittämiseen. Hapenkulutuksen muutokset kestävyysurheilijoilla varsinkin aikuisiällä ovat suhteellisen pieniä, eikä muutoksia pystytä epäsuoralla testillä välttämättä huomaamaan. Tällöin on parempi käyttää suoraa testimenetelmää, jossa kehon sisään- ja uloshengitysilma analysoidaan tarkasti hengityskaasuanalysaattorilla testin aikana. Menetelmällä pystytään määrittämään maksimaalinen hapenkulutus tarkasti.

Suora kestävyyskunnon testi voidaan suorittaa useammalla eri työtavalla. Tavanomaisimmat työtavat ovat pyöräergometri, sauvakävely/-juoksu tai juoksu. Kestävyysurheilijoiden kohdalla pyritään usein tekemään testi mahdollisimman lajinomaisesti. Nykyään esimerkiksi hiihtäjillä ja ampumahiihtäjillä on mahdollisuus tehdä testi rullahiihtona. Itse testi alkaa hyvin kevyellä kuormalla ja teho nousee portaittain testin edetessä. Jokaisen portaan kesto on usein 3–5 minuuttia ja kunkin lopussa otetaan verinäyte laktaattipitoisuuden mittaamista varten. Riippuen suoritustavasta kuormaa voidaan nostaa joko lisäämällä vastusta pyöräergometrissä tai juoksu- tai hiihtomatolla nostamalla vauhtia ja/tai nousukulmaa. Monesti testi jatkuu testattavan uupumiseen saakka, jolloin oletettavasti on saavutettu maksimaalinen hapenkulutuksen taso.

Miksi suora testi kannattaa jakaa?

Suoran testin voi myös jakaa kahteen osaan, submaksimaaliseen ja maksimaaliseen. Tutkimuskeskuksessa, jossa tämän tekstin kirjoittaja toimii, käytetään nimenomaan tätä mallia, jossa testattava ensin suorittaa 4–7 submaksimaalista kuormitustasoa. Lyhyen palautumisjakson jälkeen seuraa maksimaalinen osio. Tätä mallia käytetään, koska testistä saatava informaatio anaerobisen kynnyksen jälkeen ei useinkaan anna harjoitteluun mitään lisäinformaatiota. Myös väsymys lisääntyy lähestyttäessä maksimaalista tasoa, jolloin mitattu maksimaalinen hapenotonarvo voi jäädä todellista arvoa matalammalle.

Maksimaalisen testiosion voi suorittaa kahdella tavalla. Joko nostamalla kuormaa lyhyissä portaissa (esimerkiksi yksi minuutti per porras) tai time trial -suorituksena. Jälkimmäisessä testattava pyrkii joko etenemään mahdollisimman pitkän matkan tietyssä ajassa tai suoriutumaan tietystä matkassa mahdollisimman lyhyessä ajassa. Time trial -testin suorittaminen toki vaatii, että testattava pystyy itse säätelemään nopeuttaan testin edetessä. Time trial -testin etuna on se, että se tarjoaa jonkin verran paremman arvion itse suorituskyvystä verrattuna portaittaiseen maksimitestiin.

Suorassa kestävyyskunnon testissä analysoidaan siis hengityskaasuja ja tästä syystä itse hengityskaasuanalysaattorin laatu ja tyyppi voi vaikuttaa mitattaviin tuloksiin. Tästä syystä tulosten vertailu eri testiasemien välillä ei välttämättä toimi yksi yhteen. Hengityskaasuanalysaattorin kalibrointi ja validointi ovat erittäin tärkeässä roolissa luotettavien tulosten saamiseksi. Analysaattori tulisi validoida luotettavaa metodia (esim Douglas bag) vastaan 1-2 kertaa vuodessa ja analysaattori tulee myös kalibroida jokaista testiä varteen erikseen. Itse testitilan lämpötila ja tuuletus voivat myös vaikuttaa mitattaviin tuloksiin, joten nämä seikat tulisi myös kontrolloida säännöllisesti. Myös eri toimintatavat testin yhteydessä (esimerkiksi hygienia, verinäytteiden säilytys ja analysointi) on syytä ottaa huomioon.

Mitä tietoa testistä saadaan?

Suorassa kestävyyskunnon testissä mitataan sykkeen lisäksi usein veren laktaattipitoisuutta ja hengityskaasuja. Hengityskaasumittauksella mitataan käytännössä, kuinka paljon keho käyttää happea työn aikana ja miten paljon hiilidioksidia se tuottaa. Näistä arvoista pystytään laskemaan hengitysosamäärä, jonka perusteella pystytään arvioimaan, kuinka paljon keho käyttää lihastyössään rasvoja ja hiilihydraatteja eri kuormitustasoilla. Tiedolla voi olla tärkeä merkitys urheilijan harjoittelun suunnittelussa ja seurannassa. Urheilija on saattanut esimerkiksi tehdä kevyet harjoitukset hieman liian kovatehoisina. Testin avulla voidaan nähdä, että rasva-aineenvaihdunta ei ole halutulla tasolla. Täten harjoittelua voidaan suunnata haluttuun suuntaan.

Yksi tärkeimmistä tekijöistä harjoittelun suunnittelussa suoran testin perusteella on sykkeen ja veren laktaattipitoisuuden suhde. Laktaattipitoisuudella yhdistettynä hengityskaasumittauksen tuloksiin voidaan määrittää tietyt kestävyysharjoittelun harjoitustehot sekä aerobisen ja anaerobisen kynnykset. Tällöin urheilija pystyy harjoituksen aikana helposti sykemittarin kanssa arvioimaan, että hän on oikealla tehoalueella. Tätä arviointia voi toki myös parantaa veren laktaatin mittauksella harjoituksen aikana.

Kestävyysurheilussa suorituskyky koostuu pääasiassa kolmesta tekijästä: aerobisesta kestävyyskunnosta/kapasiteetista, anaerobisesta kapasiteetista sekä taloudellisuudesta. Anaerobista kapasiteettia on hankala mitata, mutta esimerkiksi suorassa mattotestissä rullasuksilla sitä voidaan arvioida, jos rullasuksien ja maton välinen kitkakerroin on tiedossa. Vaikka anaerobisen kapasiteetin rooli kestävyyssuorituskyvyssä onkin suhteellisen pieni, on sillä luultavasti merkittävä osuus esimerkiksi ylämäkihiihdossa tai loppukirissä.

Kestävyyssuorituskyvyn kannalta merkittävä tekijä on myös suorituksen taloudellisuus. Suoran testin avulla taloudellisuutta samalla suoritustasolla olevien urheilijoiden välillä voidaan arvioida niin, että verrataan hapenkulutuksen tasoa tietyllä samalla kuormalla. Urheilijalla, jolla on matalampi hapenkulutus, on taloudellisempi. Tosin tässä arvioinnissa voi maksimaalisen hapenkulutuksen taso vaikuttaa lopputulokseen. Urheilija, jolla on matalampi maksimaalinen hapenkulutus, on luultavasti matalampi hapenkulutus myös matalammalla työkuormalla.

Tätä ehkä hieman parempi vaihtoehto on niin sanottu mekaaninen hyötysuhde, joka voidaan laskea, kun tiedetään työteho tietyllä työkuormalla sekä työn tekemiseen kulutettu aerobinen energia (hapenkulutus). Mekaaninen hyötysuhde toisin sanoen kuvastaa sitä, kuinka hyvin testattava pystyy muuntamaan energiaa rasvoista ja hiilihydraateista mekaaniseen työhön, koska loppuosa energiasta häviää käytännössä lämpönä. Kestävyysurheilijoiden testauksesta saatavaa tietoa voidaan käyttää urheilijan harjoittelun eri osa-alueiden kehittymisen seurantaan sekä harjoittelun suunnitteluun, mikä on monen eri mitattavan muuttujan summasta koostuva kokonaisuus.

Kuinka usein?

Puhuttaessa epäsuorasta kestävyyskunnon mittauksesta testaustiheys riippuu yksilön tavoitteista. Testejä sovelletaan usein vähemmän harjoitelleille henkilöille antamaan osviittaa kestävyyskunnon tasosta esimerkiksi kartoitettaessa eri sairauksien riskitekijöitä. Tällöin testejä tuskin tarvitsee toistaa kovin usein.

Kestävyysurheilijoille suorasta kestävyyskunnon testaamisesta on paljon hyötyä harjoittelun suunnittelussa. Tällöin suoran maksimaalisen testin suorittaminen kahdesti harjoituskaudella on varsin soveliasta. Tätä voidaan täydentää myös erillisillä lyhyemmillä testeillä, joissa tehdään esimerkiksi vain submaksimaalinen osio (enemmän hyötyä harjoittelun suunnitteluun) tai pelkästään maksimaalinen osio (suorituskyvyn seuranta).
Kestävyyskunnon mittaamisella on tärkeä rooli esimerkiksi sairauksien ehkäisyssä vähemmän harjoitelleilla tai harjoittelemattomilla henkilöillä. Kestävyysurheilijoilla testien avulla voidaan taas suunnata heidän harjoitteluaan toivottuun suuntaan ja seurata suorituskyvyn kehittymistä.

Marko S. Laaksonen
Liik.tiet. dosentti
Swedish Winter Sports Research Centre, accredited by BASES
Mid Sweden University, Östersund, Sweden

 

Artikkeli on julkaistu ensimmäisen kerran Liikunta & Tiede -lehdessä 1/2020 ja se on luettavissa myös pdf-muodossa.